[发明专利]一种适用于卫星电源双母线架构的三端口变换器及控制方法

说明书

本发明适用于卫星技术改进领域，提供了一种适用于卫星电源双母线架构的三端口变换器，该变换器除了可以实现太阳电池阵与两母线的功率变换外，当某一母线故障或寿命末期输入功率不足时，可将太阳能连同其中一条母线端蓄电池组存储的部分功率送入另一条母线，包括太阳电池阵端口、PLVsubgt;bus/subgt;端口及Vsubgt;bus/subgt;端口，所述太阳电池阵至所述PLVsubgt;bus/subgt;端口为升压变换的关系，所述太阳电池阵端口至所述Vsubgt;bus/subgt;端口降压变换的变换关系。功率密度高，动态响应速度快，各端口的电流均连续，提高卫星供电平台的可靠性。

技术领域

本发明属于卫星技术改进领域，尤其涉及一种适用于卫星电源双母线架构的三端口变换器及控制方法。

背景技术

目前，在分布式光伏发电系统以及混合储能系统等工业产品领域，模块化三端口变换器(Three-Port Converter，TPC)已被广泛研究、应用。基于上述背景下的三端口变换器功率功能包括：(1)实现太阳电池阵端的MPPT控制；(2)实现蓄电池充放电控制；(3)可为载荷稳定可靠供电。根据上述功能需求，变换器内部的功率流向如图1所示，对应的工作模式分别为：(1)单输入双输出模式，当探测器的太阳电池阵输出功率充足时，三端口变换器在为载荷供电的同时为蓄电池充电；(2)双输入单输出模式，当探测器的太阳电池阵输出功率不足时，三端口变换器为蓄电池放电，将帆板功率与电池功率共同供向载荷端；(3)单输入单输出模式，当探测器的太阳电池阵无输出功率时，三端口变换器为蓄电池放电，将电池功率独立供向载荷端，如图1所示。

卫星电源系统同样包含太阳电池阵、蓄电池组与载荷端，与传统光伏发电系统的应用条件相似。但伴随空间载荷类型多样化、工作模式复杂化的发展趋势，逐渐涌现出双母线架构，即太阳电池阵、蓄电池组以及电源控制器均按照功率需求被划分为独立的两组，一组为平台稳定载荷供电，即为Vbus；另一组为电推进发动机等强扰动载荷供电，即为PLVbus，相应的供电平台架构示意图如图2所示。双母线架构中若两条母线彼此独立，导致供电平台可靠性差，同时，随着卫星寿命末期帆板功能衰退，源端输入功率下降，各母线间能量供需矛盾无法平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于卫星电源双母线架构的三端口变换器，旨在解决上述的技术问题。